注塑缺陷原因分析及改善对策

摘 要：在塑料成型方法中，注塑成型是最重要的组成部分。由于注塑成型具有一次成型结构复杂制品的特点，因而受到制造商的青睐。当然，任何一种塑料成型方法都存在问题，注塑成型也不例外。在注塑过程中，缺陷是不可避免的。这些缺陷的存在严重的影响着制品的质量。因此，本文针对注塑缺陷原因分析及改善对策进行讨论。

关键词：注塑缺陷；分析；改善对策

在现如今的生活中，塑料制品随处可见。塑料制品应用的普及使得塑料制品商不得不考虑其生产的塑料制品的质量，以确保自身的市场份额。为了向客户提供高档、精密、能够满足各种功能要求的优质塑料制品，现实生产中的相关技术研究极为重要。

1 注塑缺陷原因分析

1.1 填充不足

充填不足是注塑过程中极易出现的一种现象，其主要表现为模具填充不满的状态。造成此种情况的原因非常多，主要有以下几个方面：

1）材料流动性较差。

2）模具排气有问题。通常情况下，塑料降解时产生的气体需及时排除，才能避免型腔末端压力过高，从而影响塑料充填。

3）模具浇注系统设计不规范[ 1 ]。浇口位置浇口尺寸、流道尺寸都是影响熔体流动的因素，如果不合适，将影响料流的充填。

4）料流前锋冷却的料没有及时流动到特定位置，造成浇口、流道和注料口堵塞。

5）喷嘴与模口R值不相符合。这样一来，熔体有效量及有效压力就会受到影响。

6）料量不合适致使熔体有效压力发生变化，从而影响充填。

7）熔体温度、模具温度、注射保压压力、注射速度这些工艺参数数值不准确也会造成充填不足的问题。

除了上述提到的这些原因之外，造成充填不足的原因还包括喷嘴温度过低、注射行程过短以及浇注系统排布不平衡，和制品设计不合理等原因。

1.2 黑条、烧痕

黑条、烧痕也是注塑过程中容易出现的一种现象。主要形成一种黑色条纹状的缺陷。当料筒内有其他杂质时，就会出现这种状况。还有就是，树脂材料在热分解过程中，也会致使黑条和烧痕形成。当树脂热分解烧结到螺杆上之后，清除做的不彻底就很有可能形成黑条和烧痕。在塑料成型的材料中，会添加一些着色剂。由于这些着色剂极易分解，因而所形成的后果就是出現烧痕。

针对树脂形成烧痕的原因，进行归纳后，主要有以下几种可能性：

第一，螺杆料筒温度设定不合理（过高）。

第二，注射速度与标准不符；注射速度非常快，但是进料孔却非常狭小，超前分解的树脂在成型阶段就会出现烧痕[ 2 ]。

第三，螺杆旋转速度不合适致使树脂受热过多，因而形成烧痕。

1.3 龟裂

龟裂、开裂，即成形品表面生成的细小裂纹和大裂纹。之所以会出现这种现象，原因在于：

1）模具上有咬边的地方、顶出力欠缺等问题，加上顶杆数目过少，致使形成开裂现象。

2）成型品内部应力方面出现差错。因其内部应力出现差错的原因包含以下三方面，一是注射压力和保压压力过高；二是树脂温度过低（在模腔内处于勉强流动的状态，则应力残留并固化在制件上）。

3）模具温度过低。另外，在施加高压向模腔填充过程中，内部应力会形成，但是在短时间内是发现不了问题，但时间久了之后，问题就会逐渐显露出来。

2 注塑缺陷的改善对策

2.1 填充不足的改善对策

为了解决填充不足的问题，在分析了可能致使充填不足形成的原因之后，应当进行逐一解决。需要选用流动性较好的塑料（低粘度等级材料），在熔体最后充模处开设排气槽等，具体措施主要包括以下几点：1）注射时间不能过短，以保证成型周期时间充足，避免造成浇口固化前树脂逆流而难以充满型腔的现象。2）注射速度和注射压力、注射温度、模具温度以及树脂温度均不能过低。3）浇口尺寸不能过小，且浇口位置设置在制品壁厚的最大位置处。通常，为了避免塑件的壁厚影响充填，壁厚应选择0.5mm至 8mm之间，才对成型有利。此外，在注塑过程中，还要加入润滑剂。

2.2 烧伤现象的改善对策

由于黑条、烧痕现象产生的原因大致可归为机械设备的原因、模具的原因、成型条件的原因三类，因此，为了改善这种状况，应该从这三方面入手：1）在机械设备方面，不论是料筒温度不合适，使树脂的分解受到影响，还是料筒内的喷嘴和螺杆的螺纹、止回阀等部位使得树脂的滞流状况形成的烧痕。其处理方法即确保喷嘴、螺杆及料筒无任何杂质或者堵塞的情况。2）模具：加排气槽反排气杆等。3）成型条件方面的改善措施，背压不得超过300Mpa，可避免料筒部分温度过高，螺杆转速在40至90r/min范围内，可避免过热。

2.3 龟裂现象的改善对策

为了解决龟裂问题，就需要克服残余应力、外部应力和外部环境所产生的应力变形问题。针对残余应力引起的龟裂，根据龟裂产生的原因进行处理，譬如应用多点分布浇口、侧浇口及柄型浇口来解决产生在直浇口附近的龟裂现象。还需要降低注射压力，以减小应力。避免注射和保压时间过长。在应用非结晶性树脂时（AS树脂、ABS树脂、PMMA树脂等），要谨慎选用。针对外部应力引起的龟裂，需要注意设计和合理性，尤其是尖角处。针对外部环境引起的龟裂，要注意减少化学药品的应用，避免使用过多的再生料。

3 结语

综上所述，注塑是现如今乃至今后都必须关注的一项重要方法。在实际生产中，注塑件的品质缺陷不仅仅是本文提到的这几种，还存在更多的缺陷。这些缺陷的形成与设计、原材料、成型工艺过程、注塑机、模具等因素都有着非常密切的关系。

所以，为了避免注塑过程中出现问题，致使缺陷形成，就应该对缺陷产生的原因进行逐一的排查，在找出原因的基础上，确定改进方案、措施，才能提高注塑的成功率。

参考文献：

[1] 邓凤霞，刘勇.汽车注塑件典型外观缺陷分析及消除对策[J].湖北汽车工业学院学报，2015，v.29；No.9001：47-51.

[2] 金志伟，周小林，李继承，张浩，王骥.伸缩套管壳注塑成型的缺陷分析[J].机械制造，2015，v.53；No.61006：9-13.

作者简介：魏飞（1982-），本科，助理工程师，研究方向：注塑缺陷原因分析及改善对策。